蛋白質の選別輸送における低分子量GTP結合蛋白質の機能と作用機構

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05252222
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 佐々木 卓也 神戸大学, 医学部, 助手 (40241278)
• 研究分担者: 田中 一馬 神戸大学, 医学部, 助手 (60188290) ; 高井 義美 神戸大学, 医学部, 教授 (60093514)
• キーワード: 低分子量G蛋白質 / Rab3A / RabGDI / トランスロケーション / Rabphilin-3A / シナプス / 神経伝達物質

研究概要

私共の研究室では低分子量G蛋白質Rab3Aを発見し、その機能と活性化機構および作用機構について解析を続けている。この低分子量G蛋白質はシナプス小胞に大量に存在しており、シナプスにおける神経伝達物質の放出に関与している可能性が強い。私共はRab3Aの活性化を抑制する活性制御蛋白質RabGDIを発見しているが、本年度はこのRabGDIがRab3A以外のRabファミリーのすべてのメンバーに働き、そのGDP/GTP交換反応を制御し、さらに、Rabの細胞膜と細胞質との間のトランスロケーションをも制御することを明らかにした。Rabファミリーのメンバーは神経伝達物質の放出のみならず、種々の分泌反応、エンドサイトーシス、トランスサイトーシスなどの細胞内小胞輸送の制御に関与していることが明らかになりつつあり、この私共の発見でRabGDIはすべての小胞輸送の制御に重要な役割を果たしていることが明らかになった。一方、私共の研究室では、Rab3Aの標的蛋白質としてRabphilin-3Aを発見しているが、本年度の研究でこのRabphilin-3Aには、N末端側にRab3Aと特異的に結合する領域と、C末端側にCa^<2+>とセリンリン脂質を結合する、機能的に異なった2つの領域が存在することを明らかにした。また、このRabphilin-3Aはシナプス小胞に局在しており、Rab3Aと共にシナプスからの神経伝達物質の放出に関与している可能性が強い。このように、本研究は予想以上に進展し、当初の目的はほぼ完全に達成することができた。

研究成果

• [文献書誌] Ullrich,O.: "Rab GDP dissociation inhibitor as a general regulator for the membrane association of rab proteins." J.Biol.Chem.268. 18143-18150 (1993)
• [文献書誌] Burstein,E.S.: "Regulation of the GTPase cycle of the neuronally expressed Ras-like GTP-binding protein Rab3A." J.Biol.Chem.268. 22247-22250 (1993)
• [文献書誌] Kishida,S.: "Rab3A GTPase-activating protein-inhibiting activity of Rabphilin-3A,a putative Rab3A target protein." J.Biol.Chem.268. 22259-22261 (1993)
• [文献書誌] Yamaguchi,T.: "Two functionally different domains of rabphilin-3A,rab3A p25/smg p25A-binding and phospholipid and Ca^<2+>-binding domains." J.Biol.Chem.268. 27164-27170 (1993)
• [文献書誌] Shirataki,H.: "Rabphilin-3A,a putative target protein for smg p25A/rab3A p25 small GTP-binding protein related to synaptotagmin." Mol.Cell.Biol.13. 2061-2068 (1993)
• [文献書誌] Garrett,M.D.: "Interaction of Sec4 with GDI proteins from bovine brain,drosophila melanogaster and saccharomyces cerevisiae:conservation of GDI membrane dissociation activity." FEBS Lett.331. 233-238 (1993)
• [文献書誌] Motoike,T.: "Expression of smg p25A/rab 3A guanine nucleotide dissociation inhibitor (GDI) in neurons and glial cells from rat brain." Neuroscience Letters. 156. 87-90 (1993)
• [文献書誌] Wada,K.: "Localization of Rabphilin-3A,a putative target for Rab3A,at the sites of Ca^<2+>-dependent exocytosis in PC12 cells." Biochem.Biophys.Res.Commun.198. 158-165 (1994)